(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、劣悪な環境でも良好な密封性を有するとともにトルクを低減した転がり軸受を提供することにある。【解決手段】  本発明は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、上記外輪軌道と上記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記外輪の内周面と上記内輪の外周面との間で上記複数個の転動体を設けた空間の軸方向開口部を塞ぐシール装置とを備えた軸受において、前記シール装置のシールリップとその摺接面とで囲まれる空間に充填したグリースの混和ちょう度を、転がり接触部の潤滑を図るために転動体と外輪軌道、内輪軌道で囲まれる内部空間内に充てんしたグリースの混和ちょう度より大きくしたことを特徴とする転がり軸受を提供する。【選択図】  図１
2006083878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、上記外輪軌道と上記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記外輪の内周面と上記内輪の外周面との間で上記複数個の転動体を設けた空間の軸方向開口部を塞ぐシール装置とを備えた軸受において、
前記シール装置のシールリップとその摺接面とで囲まれる空間に充填したグリースの混和ちょう度を、転がり接触部の潤滑を図るために転動体と外輪軌道、内輪軌道で囲まれる内部空間内に充てんしたグリースの混和ちょう度より大きくしたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
シールリップ部のグリースの混和ちょう度が、２５０〜４００である請求項１記載の転がり軸受。
【請求項３】
シールリップ部のグリースの基油が、エーテル油である請求項１又は２記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記シール装置が、シールリップを前記外輪又は前記内輪の軌道輪に接触せしめてなるゴム製シールと心金とで構成された接触タイプの密封装置であり、該ゴム製シールはエーテル結合を有する潤滑油を含有してなる弾性部材からなる、請求項１〜３の何れかに記載の転がり軸受。
【請求項５】
自動車の車軸部に装着され、車輪を回転自在に支持するための車輪用転がり軸受である、請求項１〜４の何れかに記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封入グリースの漏洩を防止するとともに、外部からの塵挨、水、泥水等の軸受内部への侵入を防止するためのシール装置を備えた転がり軸受に関する。より詳細には、自動車の車輪を支持する車輪用転がり軸受のように、水や塵埃と頻繁に接触するような環境で使用されるとともに、低トルク化が求められる密封転がり軸受、特に、自動車の電装部品、エンジン補機であるオルタネータや中間プーリ、カーエアコン用電磁クラッチ、水ポンプ、ハブユニット、ガスヒートポンプ用電磁クラッチ、コンプレッサ、リニアガイド装置、ボールねじ等の転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、密封転がり軸受として、例えば、自動車の車輪を懸架装置に支持する為に、リップを有するシール装置を備えた自動車用ハブユニット等の車輪用軸受が使用されている。
【０００３】
周知の様に、自動車の車輪用軸受は屋外で使用され、時には、多量の塵埃に曝され、更に雨水や洗浄時の水がかかる状況や、最悪の場合泥水に浸漬した状況で使用される。そして、この様な塵埃や水が、上記シール装置を構成するリップとその摺接する摺接面を通じて、浸入するため、長期にわたり軸受性能を維持することが困難になる恐れがある。可能性がある。従って、まず、各シール装置に求められる性能としては、軸受内部に異物を進入させない所謂密封性である。更に、最近では特に、省エネルギーや地球環境の汚染の観点から、自動車の燃費の向上が求められており、そのため、車輪用転がり軸受の回転トルクの低減が重要になってきている。
【０００４】
従来、上述のような環境で使用される密封転がり軸受のシール装置においては、弾性部材には、ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム及びフッ素ゴム等の耐油性及び耐水性に優れた合成ゴムに適宜添加剤を配合したゴム材料組成物が使用されてきた。例えば、一般的なニトリルゴム組成物を弾性部材に用いたシール装置は、各シールリップに適度の締め代（緊迫力、押付け力）を与えることにより、多量の塵埃に曝され、更に雨水や洗浄時の水がかかる状況や、最悪の場合泥水に浸漬した状況においても比較的良好なシール性能を有している。
【０００５】
車輪用転がり軸受の回転トルクを減少させるために、シール装置の、リップの締め代を低下させたり、緊迫力や押付け力を低下させる試みがなされてきた。この場合、リップ部の摺接面に対する追随性が劣るため、密封性が低下する。このようなシールを装着した車輪用軸受は、外部から塵埃や水分が浸入しやすく、極端な場合リップ部のグリースが、乳化を来たし、潤滑が十分に維持できなくなり、グリース切れを生じたり、リップが異常摩耗しシールの密封性がさらに低下することにより、軸受内部へ塵埃や水が浸入するため、長期にわたり軸受性能を維持することが困難になる恐れがある。
【０００６】
この様な事情に鑑みて、特開２００３−２３９９９９号公報には、回転トルクを低減して、加速性能、燃費性能を中心とする車両の走行性能を向上させる技術として、転動体を設置した軸受内部空間内に充てんするグリースの１００℃での動粘度を、５．０×１０-6〜９．０×１０-6ｍ2 ／ｓの範囲内に規制する技術が記載されている（特許文献１）。この構成により、密封装置からのグリースの漏れを防止しつつ、転がり接触部の転がり抵抗を低減するとしている。
【０００７】
しかしながら、車輪用転がり軸受の場合、比較的低速回転で使用されるとともに、悪路等を走行することによる、軸受への衝撃荷重の入力が想定されるため、上述のような従来から使用していたグリースに対して比較的低粘度のグリースを軸受内部に充てんした場合、転動体と各軌道の油膜切れを生じる可能性があり長期にわたり軸受性能を維持することが困難になる恐れがある。また、従来のシール装置を備えた密封転がり軸受は、密封性能は優れており、十分な軸受寿命を得られているが、回転に要するトルク（車輪用転がり軸受の回転抵抗）を必ずしも十分に小さくできない。
【０００８】
また、従来、転がり軸受の低トルク化の方法として、特開２００３-２０６９４２号公報に開示の転がり軸受のシールド板と内輪との間にすき間をもうける技術（特許文献２）がある。しかしながら、この方法は非接触シールには有効であるが、このように転がり軸受のシールと内輪との間にすき間をもうけると、完全に密封する場合すなわち接触型シールには有効とはいえない。
【特許文献１】特開２００３−２３９９９９号公報
【特許文献２】特開２００３−２０６９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする問題点は、前述した従来技術の問題である。
従って、本発明の目的は、劣悪な環境でも良好な密封性を有するとともにトルクを低減した転がり軸受を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、接触タイプのシール装置を備えた構成で、低トルク化を実現した転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、下記１．の転がり軸受を提供することにより、前記目的を達成したものである。
１．内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、上記外輪軌道と上記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記外輪の内周面と上記内輪の外周面との間で上記複数個の転動体を設けた空間の軸方向開口部を塞ぐシール装置とを備えた軸受において、前記シール装置のシールリップとその摺接面とで囲まれる空間に充填したグリースの混和ちょう度を、転がり接触部の潤滑を図るために転動体と外輪軌道、内輪軌道で囲まれる内部空間内に充てんしたグリースの混和ちょう度より大きくしたことを特徴とする転がり軸受。
【００１１】
また、本発明は、下記２．〜５．の転がり軸受をそれぞれ提供するものである。
２．シールリップ部のグリースの混和ちょう度が、２５０〜４００である前記１記載の転がり軸受。
【００１２】
３．シールリップ部のグリースの基油が、エーテル油である前記１又は２記載の転がり軸受。
【００１３】
４．前記シール装置が、シールリップを前記外輪又は前記内輪の軌道輪に接触せしめてなるゴム製シールと心金とで構成された接触タイプの密封装置であり、該ゴム製シールはエーテル結合を有する潤滑油を含有してなる弾性部材からなる、前記１〜３の何れかに記載の転がり軸受。
【００１４】
５．自動車の車軸部に装着され、車輪を回転自在に支持するための車輪用転がり軸受である、前記１〜４の何れかに記載の転がり軸受。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の転がり軸受は、シール装置のシールリップとその摺接面とで囲まれる空間に充填したグリースの混和ちょう度を転がり接触部の潤滑を図るために転動体と外輪軌道、内輪軌道で囲まれる内部空間内に充てんしたグリースの混和ちょう度より大きく、軸受の耐久性を低下させることなく、軸受の回転トルクを低減することができる。
【００１６】
また、本発明の転がり軸受は、特にシール装置を構成する弾性部材がエーテル結合を含有する潤滑油を含有してなる場合に、従来の軸受寿命を維持しつつ低トルク化を一層容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の転がり軸受について、その好ましい実施形態に基づき説明する。
（実施形態１）
本発明の転がり軸受は、その１実施形態として、自動車の車軸部に装着され、車輪を回転自在に支持するために、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、上記外輪軌道と上記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記外輪の内周面と上記内輪の外周面との間で上記複数個の転動体を設けた空間の軸方向開口部を塞ぐシール装置とを備え、該シール装置のシールリップとその摺接面とで囲まれる空間に充填したグリースの混和ちょう度を、転がり接触部の潤滑を図るために転動体と外輪軌道、内輪軌道で囲まれる内部空間内に充てんしたグリースの混和ちょう度より大きくした構成の車輪用転がり軸受（以下、この実施形態を「実施形態１」という。）を提供することができる。
【００１８】
以下、本実施形態１の転がり軸受について詳細に説明する。
本実施形態１の転がり軸受のシール装置のシールリップとその摺接面とで囲まれる空間に充填したグリースと転がり接触部の潤滑を図るために転動体と外輪軌道、内輪軌道で囲まれる内部空間内に充てんしたグリースの種類としては、基油として鉱物、合成炭化水素油、エステル系合成油、フェニルエーテル系合成油等を例示することができ、増ちょう剤として複合アルミニウム石けん、リチウム石けん、複合リチウム石けん、ウレア化合物等を例示することができる。
【００１９】
次に、転がり接触部の潤滑を図るために転動体と外輪軌道、内輪軌道で囲まれる内部空間内に充てんしたグリースの混和ちょう度は２５０〜３５０程度のものが使用される。混和ちょう度が２５０を下回った場合には、グリースが硬くなり、軸受内部にグリースを充てんする給脂作業が困難になり、逆に３５０を越えた場合は、グリースの付着性が低下し、転動体と外輪軌道、内輪軌道に保持しがたくなるため、そのようなグリースを充てんした転がり軸受の潤滑性能が低下する恐れがある。
【００２０】
転がり接触部の潤滑を図るために転動体と外輪軌道、内輪軌道で囲まれる内部空間内に充てんしたグリースの基油の動粘度としては、通常用いられる４０℃の動粘度で６０×１０-6〜２００×１０-6ｍ2 ／ｓの範囲（１００℃では６〜２０-6ｍ2 ／ｓ）である。なぜなら、動粘度が６０×１０-6ｍ2 ／ｓを下回った場合、転動体と各軌道の油膜切れを生じる可能性があり長期にわたり軸受性能を維持することが困難になる恐れがあり、逆に基油の動粘度が２００×１０-6ｍ2 ／ｓを越えた場合、車輪用転がり軸受の回転トルクが大きくなる恐れがあるためである。
【００２１】
転がり軸受のシール装置のシールリップとその摺接面とで囲まれる空間に充填したグリースの混和ちょう度は２５０〜４００の範囲で且つ、転がり接触部の潤滑を図るために転動体と外輪軌道、内輪軌道で囲まれる内部空間内に充てんしたグリースの混和ちょう度より大きい（柔らかい）ものが使用され、より好ましくは、転がり接触部の潤滑を図るために転動体と外輪軌道、内輪軌道で囲まれる内部空間内に充てんしたグリースの混和ちょう度より３０以上大きいものである。なぜならば、混和ちょう度が２５０を下回った場合には、グリースが硬くなり、各シールリップ間に均一にグリースを充てんする給脂作業が困難になり、逆に４００を越えた場合は、グリースが柔らかいため、各シールリップとその摺接面から外部に漏洩しやすく、漏洩した場合は、各シールリップとその摺接面潤滑性能が低下しシールリップの先端が摩耗することにより、シール装置の密封性が低下して、外部から塵埃や水分等の異物が軸受内部に浸入する恐れがある。
【００２２】
転がり軸受のシール装置のシールリップとその摺接面とで囲まれる空間に充填したグリースの混和ちょう度を上記のように設定することにより、従来の同一のグリースを軸受内部とシールリップ部に充てんしていた車輪用転がり軸受より、シールリップとその摺接面におけるグリースのせん断抵抗を低減できるため、回転トルクを低減することができる。
【００２３】
転がり軸受のシール装置のシールリップとその摺接面とで囲まれる空間に充填したグリースの基油の動粘度としては、通常用いられる４０℃の動粘度で２００×１０-6ｍ2 ／ｓ以下である。なぜなら、動粘度が２００×１０-6ｍ2 ／ｓを越えた場合、車輪用転がり軸受の回転トルクが大きくなる恐れがあるためである。なお、上記グリースの下限は、シールリップの緊迫力及び押付け力による接触面圧が、転動体と各軌道面の接触面圧と比較して極端に小さいため、通常使われる潤滑油の動粘度である１０×１０-6ｍ2 ／ｓ以上あればよいが、より好ましくは、転がり接触部の潤滑を図るために転動体と外輪軌道、内輪軌道で囲まれる内部空間内に充てんしたグリースの基油の動粘度より小さくすることにより、更なるトルクの低減を図ることができる。
【００２４】
転がり軸受のシール装置のシールリップとその摺接面とで囲まれる空間に充填するグリースの量は、前記シールリップとその摺接面で囲まれる空間容積の１０〜３０％が好ましい。なぜならば、１０％を下回った場合、グリースが本来有する外部からの異物の浸入を封止するという密封性を発揮することができず、多量の塵埃に曝され、更に雨水や洗浄時の水がかかる状況での密封性能が低下し、軸受内部に異物が浸入する恐れがあり、逆に３０％を越えた場合、シールリップとその摺接面におけるグリースのせん断抵抗が増加し、回転トルクも増加する恐れがある。
【００２５】
なお、転がり軸受のシール装置のシールリップとその摺接面とで囲まれる空間に充填したグリースと転がり接触部の潤滑を図るために転動体と外輪軌道、内輪軌道で囲まれる内部空間内に充てんしたグリースの種類としては使用中の混合による悪影響を避けるため、同種のグリースを用いるのが好ましい。
【００２６】
次に、シール装置を構成するシール部材を造る弾性材の１例について説明する。
弾性材を形成するゴム組成物はアクリロニトリルブタジエンゴムゴム組成物であり、原料ゴムであるアクリロニトリルブタジエンゴムは、ブタジエンとアクリロニトリルとを共重合させた耐油性ゴムとして一般的に広く知られている。  ゴム組成物には、架橋系薬剤やカーボンブラックや珪酸塩等の補強性充填材、従来から公知の老化防止剤、補強剤、可塑剤、カップリング剤、顔料、染料、離型剤、加工助剤、導電性付与剤等の配合剤を必要に応じて適宜添加配合できる。
【００２７】
物性面に言及すると、シール部材の硬度は、補強性充填材、可塑剤等の添加量等によって影響を受けるが、シール装置の密封性から、IRHDマイクロ硬さで６０〜８５の範囲である。より好ましくは初期硬さで６５〜８０の範囲である。なぜならば、転がり軸受の実使用時に、熱の影響を受けたり、水に曝されたり、軸受およびシールのリップ間に封入したグリースの影響（膨潤、収縮）を受けてシール部材の硬さが変化してもIRHDマイクロ硬さで６０〜８５の範囲を下回ったり、超える恐れが少ないためである。
【００２８】
より詳細には、シール装置を１００℃で７０時間熱劣化させた後のシール部材の硬さの上昇が５以下が好ましく、シール装置を１００℃で７０時間、水中に浸漬させた後のシール部材の硬さの上昇が５以下が好ましく、シール装置を１００℃で７０時間、リップ間に封入するグリースに浸漬させた後のシール部材の硬さの変化が−５〜＋５の範囲にあることが好ましい。前記熱劣化させた後、水中に浸漬させた後及びグリースに浸漬させた後のIRHDマイクロ硬さの変化が前記範囲にあれば、軸受の運転初期だけでなく、時間が経過し、熱の影響を受けたり、水に曝されたり、軸受およびシールのリップ間に封入したグリースの影響（膨潤、収縮）を受けても長期にわたって、リップ部の先端周面と、リップ部の先端が接触する相手面との摺接部の密封性を十分に確保できる。
【００２９】
本実施形態１の転がり軸受に組み込まれるシール装置のシール部材を形成するゴム材料組成物を得るための方法は特に限定されないが、原料ゴムと充てん剤と添加剤を、ゴム混練ロール、加圧ニーダー、バンバリーミキサー等の従来から公知のゴム用混練り装置を用いて均一に混練りすることが可能である。その混練り条件は特に限定されないが、通常は３０〜１５０℃の温度で、５〜６０分間混練りすることによって、各種添加剤の十分な分散を計ることができる。
【００３０】
上記ゴム組成物をシール装置のシール部材とするための方法も特に限定されないが、未加硫のゴム組成物を金型の中で加圧しながら加熱すれば良く、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等の公知のゴム成形方法により製造することができる。例えば、圧縮成形の場合、金型の中に予め接着剤を塗布・焼き付けた芯金（シール装置の芯部を形成）を挿入し、未加硫ゴム組成物のシートを乗せ、通常１２０〜２００℃で３０秒〜３０分程度加圧加硫することで製造することができる。また、必要に応じて、１２０〜２００℃で１０分〜１０時間後架橋してもよい。
【００３１】
前述した本実施形態１の対象となるシール装置付転がり軸受としての、自動車用ハブユニットの１例を、図１を用いて説明する。
【００３２】
この図1は、独立式の懸架装置に支持する駆動輪（FF車の前輪、FR車及びRR車の後輪、4WD車の全輪）用の自動車用ハブユニットの１例を示している。炭素鋼（S53CG）に高周波焼き入れ処理を施す事により造られた、外輪相当部材である外輪１は、外周面に形成した取付部２により、懸架装置に支持固定されて、使用時にも回転しない。この様な固定側軌道輪である外輪１の内径側には、回転側軌道輪となる内輪相当部材３を、この外輪1と同心に設け、使用時にこの内輪相当部材３が回転する様にしている。
【００３３】
この内輪相当部材３は、炭素鋼（S53CG）に高周波焼き入れ処理を施す事により造られたハブ４と、軸受鋼（SUJ2）に焼き入れ処理を施す事により造られた内輪５とから成る。このうちのハブ４の中心部にはスプライン孔６を、外端（車両への組み付け時に幅方向外側になる端を言い、図1の左端）部外周面には取付フランジ７を、それぞれ形成している。車両への組み付け時に上記スプライン孔６には、図示しない等速ジョイントに付属したスプライン軸を挿入し、上記取付フランジ７には車輪を固定する。
【００３４】
又、上記外輪１の内周面に複列の外輪軌道８、８を、上記ハブ４の中間部外周面と上記内輪５の外周面とに内輪軌道９、９を、それぞれ形成している。そして、これら各外輪軌道８、８と内輪軌道９、９との間に転動体１０、１０を、それぞれ複数個ずつ設けて、上記外輪１の内側での内輪相当部材３の回転を自在としている。尚、上記各転動体１０、１０は、それぞれ保持器１１、１１により、転動自在に保持している。又、図示の例では転動体１０、１０として玉を使用しているが、重量が嵩む車両用の軸受の場合には、転動体としてテーパころを使用する場合もある。
【００３５】
更に、上記外輪１の内端部内周面と上記内輪５の内端部外周面との間、並びに、この外輪１の外端部内周面と上記ハブ４の中間部外周面との間に、それぞれシール装置１２ａ、１２ｂを設け、上記外輪１の内周面と上記内輪相当部材３の外周面との間で、上記各転動体１０、１０を設置し、更に、各転動体１０、１０と各外輪軌道８、８と内輪軌道９、９との潤滑のためにグリースを充てんした空間１３の両端開口を塞いでいる。
【００３６】
次に、図２は、同じく本実施形態１の対象となる、独立式の懸架装置に支持する従動輪（FF車の後輪、FR車及びRR車の前輪）用の自動車用ハブユニットの他の１例を示している。この図２に示した自動車用ハブユニットは、従動輪用である事に伴い、ハブ４ａの中心部にスプライン孔を設けていない。又、このハブ４ａの内端部に設けた円筒部３１の先端部を径方向外方に塑性変形させてかしめ部３２を形成し、このかしめ部３２により上記ハブ４ａと共に内輪相当部材３ａを構成する内輪５を抑え付けている。
【００３７】
又、この図２に示した従動輪用の自動車用ハブユニットの場合も、前述の図1に示した駆動輪用の自動車用ハブユニットの場合と同様、各転動体１０、１０を設置し、グリースを充てんした空間１３の両端開口部を、シール装置１２ａ、１２ｂにより密封している。尚、上記ハブ４ａは、S53CGに高周波焼き入れ処理を施す事により造ると共に、上記内輪５を、SUJ2に焼き入れ処理を施す事により造っている。
【００３８】
次にシール装置１２ａ及び１２ｂを、図３及び図４を用いてその構造を詳細に説明する。
まず、図３に示すシール装置１２aは、芯金１０５と、スリンガ１０６と、弾性部材１０７とから成る。このうちの芯金１０５は、低炭素鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工並びに塑性加工を施す事により、一体成形している。この様な芯金１０５は、転がり軸受０を構成する外輪相当部材１の端部内周面に内嵌固定自在な外径側円筒部１０９と、この外径側円筒部１０９の軸方向内端縁（図３の左端縁）から直径方向内方に折れ曲がった内側円輪部１１０を備えた、断面略Ｌ字形で円環状としている。また、上記スリンガ１０６は、ステンレス鋼板等、優れた耐食性を有する金属板に、やはりプレス加工等の打ち抜き加工並びに塑性加工を施す事により一体成形している。
【００３９】
この様なスリンガ１０６は、上記転がり軸受０を構成する内輪５の外端部外周面に外嵌固定自在な内径側円筒部１１２と、この内径側円筒部１１２の軸方向外端縁（図３右端縁）から直径方向外方に折れ曲がった外側円輪部１１３とを備えた、断面Ｌ字形で円環状としている。また、上記弾性部材１０７は、ゴム、エラストマー等の弾性材により造られて、外側、中間、内側の３本のシールリップ１１４、１１５、１１６を備え、上記芯金１０５にその基端部を結合固定している。そして、最も外側に位置する外側シールリップ１１４の先端縁を上記スリンガ１０６を構成する外側円輪部１１３の内側面に摺接させ、残り２本のシールリップである中間シールリップ１１５及び内側シールリップ１１６の先端縁を、上記スリンガ１０６を構成する内径側円筒部１１２の外周面に摺接させることにより、内部からのグリースの漏洩を防止するとともに、外部からの塵埃、水、泥水等の軸受内部への侵入を防止する。なお、外側シールリップ１１４と中間シールリップ１１５とスリンガ１０６で囲まれる空間及び中間シールリップ１１５と内側シールリップ１１６中間とスリンガ１０６で囲まれる空間には、各シールリップと摺接面の潤滑を図るためにグリースが充てんされている。また、該グリースは、各転動体１０、１０と各外輪軌道８、８と内輪軌道９、９との潤滑のために充てんしたグリースと同一のグリースである。
【００４０】
図４に示すシール装置１２ｂは、それぞれが円輪状に形成された芯金２１６と弾性部材２１７とから構成する。このうちの芯金２１６は、金属板により造り、上記外輪相当部材１の外端部に内嵌固定している。又、上記弾性部材２１７は、ゴム、エラストマー等の弾性材により造り、上記芯金２１６に、成形し接着等により接合固定している。又、この弾性部材２１７は、外径側、内径側、２本のサイドシールリップ２１８、２１９と、１本のラジアルシールリップ２２０とを備える。そして、上記２本のサイドシールリップ２１８、２１９を、先端縁（図４の左端縁）に向かう程直径方向外方（図４の上方）に向かう方向に傾斜させる事により、空間１３内への異物進入防止機能を確保している。又、上記ラジアルシールリップ２２０を、先端縁（図４の右下縁）に向かう程上記空間１３の内側（図４の右側）に向かう方向に傾斜させる事により、グリースの漏洩防止機能を確保している。
【００４１】
更に、詳しく説明すると、シール装置１２ｂは、それぞれが円輪状に形成された芯金２１６と弾性部材２１７とから構成する。シール装置１２ｂの芯金２１６は、低炭素鋼板等の金属板にプレス加工等の打ち抜き加工並びに塑性加工を施す事により、一体成形している。この芯金２１６は、転がり軸受０を構成する外輪相当部材１の端部内周面に内嵌固定自在な外径側円筒部２２２と、この外径側円筒部２２２の外端縁（図４の左端縁）から直径方向内方に折れ曲がった支持板部２２３とを備える。このうちの外径側円筒部２２２は、内端寄り（図４の右寄り）の大径部２２４と、弾性部材２１７により、芯金２１６を構成する支持板部２２３の外側面（図４の左側面）全体を覆うと共に、この弾性部材２１７の外周縁部を、上記嵌合筒部２２２から連続する傾斜部２２７の外周面と外輪相当部材１の開口端部内周面との間で挟持している。そして、この構成により、上記芯金２１６と外輪相当部材１との嵌合部を密封している。
【００４２】
上記大径部２２４の自由状態に於ける外径は、外輪相当部材１の外端開口部の内径よりも僅かに大きくしている。従ってこの大径部２２４は、この外輪相当部材１の外端開口部に、締まり嵌めで内嵌固定自在としている。又、上記支持板部２２３は、略Ｓ字形の断面形状を有し、直径方向内方（図４の下方）に向かう程空間１３内に設置した転動体１０、１０に近づく方向（図４の右方向）に傾斜している。
【００４３】
一方、上記芯金２１６と共に上記シール装置１２ｂを構成する弾性部材２１７は、ゴム、エラストマー等の弾性材により造り、上記芯金２１６に対してインサート成型し、接着等により接合固定している。この様な弾性部材２１７の外周縁部は上記傾斜部２２７の外周面を覆っている。この様な弾性部材２１７の一部で傾斜部２２７の外周面を覆っている部分の自由状態での外径は、上記外輪相当部材１の外端開口部の内径よりも少し大きくしている。従って、上記大径部２２４をこの外端開口部に内嵌固定した状態では、上記弾性部材２１７の一部で傾斜部２２７の外周面を覆っている部分が、この傾斜部２２７の外周面と上記外端開口部の内周面との間で弾性的に押圧され、当該部分のシール性を確保する。
【００４４】
更に、上記弾性部材２１７の基部２２６は、上記支持板部２２３の外側面（図４の左側面）を、全周に亙り完全に覆っている。そして、この基部２２６の外側面及び内周縁に、外径側、内径側、２本のサイドシールリップ２１８、２１９と、１本のラジアルシールリップ２２０とを形成している。上記２本のサイドシールリップ２１８、２１９を、先端縁（図４の左端縁）に向かう程直径方向外方（図４の上方）に向かう方向に傾斜させる事により、空間１３内への異物進入防止機能を確保している。又、上記ラジアルシールリップ２２０を、先端縁（図４の右下縁）に向かう程上記空間１３の内側（図４の右側）に向かう方向に傾斜させる事により、グリースの漏洩防止機能を確保している。
【００４５】
なお、サイドシールリップ２１８、とサイドシールリップ２１９と内輪相当部材３のシールリップ摺接部で囲まれる空間及びサイドシールリップ２１９とラジアルシールリップ２２０と内輪相当部材３のシールリップ摺接部で囲まれる空間には、各シールリップと摺接面の潤滑を図るためにグリースが充てんされている。また、該グリースは、各転動体１０、１０と各外輪軌道８、８と内輪軌道９、９との潤滑のために充てんしたグリースと同一のグリースである。
【００４６】
次に、図５〜６は、同じく本実施形態１の対象となる、自動車の車輪を懸架装置に支持する為の複列転がり軸受の２例を示している。これら各複列転がり軸受はそれぞれ、内周面に複列の外輪軌道８、８を有する外輪１ａ、１ｂと、それぞれの外周面に内輪軌道９を有する１対の内輪５、５と、これら各内輪軌道９、９と上記各外輪軌道８、８との間にそれぞれ複数個ずつ、図示しない保持器により保持した状態で転動自在に設けられた転動体１０、１０とを備える。そして、これら各転動体１０、１０を設置した空間１３の両端開口部を、それぞれ前述の図２に詳示した様なシール装置１２ａ、１２ａにより密封している。
【００４７】
尚、図５に示した複列転がり軸受を構成する外輪１ａは、軸受鋼に焼き入れ処理を施す事により造ると共に、その外周面を単なる円筒面としているのに対し、図６に示した複列転がり軸受を構成する外輪１ｂは、炭素鋼に高周波焼き入れ処理を施す事により造ると共に、その外周面に取付部２を設けている。これら図５〜６に示した各複列転がり軸受はそれぞれ、懸架装置に上記各外輪１a、１ｂを支持すると共に、それぞれ軸受鋼に焼き入れ処理を施す事により造られた上記各内輪５、５の内径側に、車輪と共に回転する軸部材を嵌合支持する。
【００４８】
次に、図7は、同じく本実施形態１の対象となる、従動輪用の自動車用ハブユニットの第２例を示している。この図７に示した自動車用ハブユニットは、外周面の外端寄り部分に車輪を固定する為の取付フランジ７を、内周面の中間部乃至内端部に複列の外輪軌道８、８を、それぞれ有するハブ４ｂと、それぞれの外周面に内輪軌道９を有する1対の内輪５、５と、これら各内輪軌道９、９と上記各外輪軌道８、８との間にそれぞれ複数個ずつ、図示しない保持器により保持した状態で転動自在に設けられた転動体１０、１０とを備える。そして、これら各転動体１０、１０を設置した空間１３の内端開口部を、前述の図２に詳示した様なシール装置１２ａにより密封している。車両への組み付け時には、懸架装置の一部に設けた支持軸に、上記各内輪５、５を外嵌国定する。又、上記取付フランジ７に車輪を固定する。尚、上記ハブ４ｂは、炭素鋼に高周波焼き入れ処理を施す事により造ると共に、上記各内輪５、５を、軸受鋼に焼き入れ処理を施す事により造っている。
【００４９】
次に、図８は、同じく本実施形態１の対象となる、従動輪用の自動車用ハブユニットを構成する為の、複列転がり軸受の１例を示している。この複列転がり軸受は、外周面の内端部に取付部２を、内周面に複列の外輪軌道８、８を、それぞれ有する外輪１ｃと、それぞれの外周面に内輪軌道９を有する１対の内輪５、５と、これら各内輪軌道９、９と上記各外輪軌道８、８との間にそれぞれ複数個ずつ、図示しない保持器により保持した状態で転動自在に設けられた転動体１０、１０とを備える。そして、これら各転動体１０、１０を設置した空間１３の外端開口部を、前述の図２に詳示した様なシール装置１２ａにより密封している。この図８に示した複列転がり軸受は、使用時に従動輪と共に回転するハブに上記各内輪５、５を外嵌固定する事により、従動輪用の自動車用ハブユニットを構成する。又、車両への組み付け時には、懸架装置に上記外輪１ｃを、上記取付部２により結合固定する。尚、上記外輪１ｃは、炭素鋼に高周波焼き入れ処理を施す事により造ると共に、上記各内輪５、５を、軸受鋼に焼き入れ処理を施す事により造っている。
【００５０】
（実施形態２）
本発明の転がり軸受は、別の１実施形態として、シール装置のシールリップ部の弾性部材が、エーテル結合を有する潤滑油を含有してなるゴム組成物から構成されるもの（以下、この実施形態を「実施形態２」という。）を提供することができる。
【００５１】
潤滑油の配合量は原料ゴム１００重量部に対して３部以上２５部以下が好ましい。配合量が３部未満であると潤滑油の機能が発揮されず、配合量が２５部を超えるとブルーミングを生じ接着が困難になる可能性がある。また、潤滑油の化学構造には他の官能基、例えばメチル基、エチル基、カルボン酸、水酸基、アミノ基、スルホン酸や他の結合、例えばエステル結合、二重結合があってもよい。
そして、ゴム組成物には、適宜、補強剤、充てん材、その他加硫系添加剤、老化防止剤、加工助剤を添加することができる。以下に詳細に説明する。
【００５２】
本実施形態２の転がり軸受における前記ゴム組成物は、原料ゴムとして合成ゴムを用い、その中でも耐熱性、耐油性、耐グリース性等を考慮するとアクリロニトリルブタジエンゴム（ニトリルゴム、NBR）、アクリルゴム、フッ素ゴムが好ましく、アクリロニトリルブタジエンゴムを水素化した水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム、さらにイソプレンを共重合させたアクリロニトリルブタジエンイソプレンゴム、分子内にカルボキシル基を導入したカルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴム、更に水素化したカルボキシル化水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム等の各種変性アクリロニトリルブタジエンゴムも使用できる。これらのアクリロニトリルブタジエンゴムは、２種以上を混合して使用することもできる。
【００５３】
また、上記アクリロニトリルブタジエンゴムにおけるアクリロニトリルの含有量は時に制限されるものではなく、含有量が少ない順に低ニトリル、中ニトリル、中高ニトリル、高ニトリル、極高ニトリルに分類されるが、耐熱性や耐油性、耐摩耗性、耐クリープ性、リップ追従性等を考慮すると、中ニトリル、中高ニトリル、高ニトリルが好ましく、その場合のアクリロニトリル含有量は２０〜４０％である．より好適には、アクリロニトリル含有量は２５〜３６％であり、この範囲であればバランスの良い特性を示す。アクリロニトリル量が２０%未満であると耐磨耗性が劣り、シールリップが摩耗しやすくなり結果として軸受寿命を縮めることになる。アクリロニトリル量が４０%を超えると圧縮永久ひずみ特性が劣り、シールリップの追従性が悪くなり、結果として軸受寿命を縮めることになる。
【００５４】
補強剤としては、カーボンブラックが配合される。その種類においては特に制限されるものではないが、例えばSAF（Super Abrasion Furnace Black）,ISAF(Intermediate Super Abrasion Furnace Black), MAF(Medium Abrasion Furnace Black), FEF(Fast Extruding Furnace Black), GPF(General Purpose Furnace Black), SRF(Simi-Reinforcing Furnace Black), FT(Fine Thermal Furnace Black), MT(Medium Thermal Furnace Black)等を挙げることができる。中でも、補強性と成形加工性等のバランスに優れたHAF、MAF、FEF、GPF、及びSRFが好ましく、特にFEF、GPF及びSRFが好ましい。カーボンブラックの配合量は原料ゴム１００重量部に対し２０〜９０重量部である。２０重量部未満であると十分な補強性が発現されず、また、９０重量部超過であると、ゴム材料組成物の硬度が高くなるとともに伸びが低くなり、本来有するゴム弾性が低下してしまう。
【００５５】
また、補強剤として、ケイ酸、ケイ酸塩も配合される。好適なケイ酸、ケイ酸塩としては、ケイ酸類では天然の石英粉末・珪石粉末（SiO2）、合成無水ケイ酸（SiO2）、合成含水ケイ酸(SiO2・nH2O)等を、ケイ酸アルミニウム類ではカオリンクレー（A1203・2SiO2・2 H2O）、焼成クレー（A1203・2SiO2）、ロウ石（A1203・4 SiO2・H2O）、セリサイト（K2O・3 A1203・6 SiO2・2 H2O）、マイカ（K2O・3 A1203・6 SiO2・2 H2O）、ネフェリンシナイト（Na2O・K2O・A1203・2SiO2）、含水ケイ酸アルミニウム（A1203・mSiO2・ｍH2O）等を、ケイ酸マグネシウム類ではタルク（3MgO・4 SiO2・H2O）等を、ケイ酸カルシウム類ではウォラストナイト（CaO・SiO2）等をそれそれ挙げることができる。中でも、耐磨耗性等を考慮するとケイ酸アルミニウム類が好ましい。これらのケイ酸塩は単独でも、複数を混合使用してもよい。白色系補強剤の場合原料ゴム１００重量部に対し２０〜１５０重量部である。２０重量部未満であると十分な補強性が発現されず、また、１５０重量部超過であると、ゴム材料組成物の硬度が高くなるとともに伸びが低くなり、本来有するゴム弾性が低下してしまう。
【００５６】
上記カーボンブラックとケイ酸又はケイ酸塩の少なくとも1つを含有するアクリロニトリルブタジエンゴム組成物における配合量は、アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対してカーボンブラックと、ケイ酸またはケイ酸塩の少なくとも1つをそれぞれカーボンブラック１０〜９０重量部、白色系充填剤１０〜１１０重量部の範囲で合計重量部が２０〜２００重量部、より好ましくは２０重量部〜８０重量部、２０重量部〜１００重量部、かつ合計量が６０重量部〜１２０重量部含有することが好ましい。
【００５７】
また、アクリロニトリルブタジエンゴム組成物には成形のための加硫剤（架橋剤）、加硫助剤、加硫促進助剤が配合される。加硫剤としては、粉末硫黄、硫黄華、沈降硫黄、高分散性硫黄等の各種硫黄、モルホリンジスルフィド、アルキルフェノールジスルフィド、N，N−ジチオービス（へキサヒドロー2H−アゼピノンー2）、チウラムポリスルフィド等の硫黄を排出可能な硫黄化合物、ジクミルパーオキサイド、ジ（t−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、2，5−ジメチルへキサン、ベンゾイルパーオキサイド等の過酸化物等が挙げられる。中でも、分散性や取り扱いの容易さ、耐熱性の点で、高分散性硫黄やモルホリンジスルフィドを使用することが好ましい。
【００５８】
尚、硫黄系の加硫剤を用いる場合は、グアニジン系化合物、アルデヒドーアンモニア化合物、チアゾール系化合物、チオウレア系化合物、スルフェンアミド系化合物、チウラム系化合物、ジチオカルバメート系化合物、キサンテート系化合物等を加硫助剤として併用する必要がある。硫黄系の加硫剤の中でも高分散性硫黄を用いる場合には、チウラム系のテトラメチルチウラムジスルフィド等またはスルフェンアミド系のN−シクロベンジルー2−べンゾチアジル・スルフェンアミド等と、チアゾール系の2−メルカプトベンヅチアゾール等とを併用することが好ましい。
【００５９】
加硫促進助剤としては、酸化亜鉛等の金属酸化物、金属炭酸塩、金属水酸化物、ステアリン酸等の有機酸とその誘導体、及びアミン類等が挙げられる。これら加硫肋剤、活性剤は２種以上を混合使用してもよく、通常、ベースゴム１００重量部に対して０．１〜１０重量配合される。尚、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴムを用いる場合には、酸化亜鉛を用いると早期加硫を生じやすいため、過酸化亜鉛とステアリン酸とを併用することが好ましい。過酸化亜鉛は、アクリロニトリルブタジエンゴム組成物の混練り加工時の温度ではそのまま組成物中に存在し、加硫成形時に酸化亜鉛を生じるため、混練り加工時及び保管時に早期加硫を生じることがない。
【００６０】
また、有機過酸化物系加硫剤を用いる場合は、架橋助剤（コエージェント）を併用することもできる。架橋助剤の例としては、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、エチレンジメクリレート、1，3−ブチレンジメタクリレート、1，4−メチレンジメタクリレート、1，6−へキサンジオールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1，4−ブタンジオールジアクリレート、1，6−へキサンジオールジアクリレート、2，2‘−ビス（4−メタクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、2，2′−ヒス〈4−アクリロキシジェトキシフェニル〉プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、3−クロロー2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、オリゴエステルアクリレート、アルミニウム（メタ）アクリレート、ジンク（メタ）アクリレート、マグネシウム（メタ）アクリレート、カルシウム（メタ）アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリルフタレート、ジアリルクロレンデート、ジビニルベンゼン、2−ビニルピリジン、N，N′−メチレンビスアクリルアミド、P−キノンジオキシム、p，p′−ジべンゾイルキノンジオキシム、1，2−ポリブタジエン、メタクリル酸金属塩等が挙げられる。これら架橋助剤の配合量は、通常、アクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して１〜１０重量部である。
【００６１】
老化防止剤としては、アミン・ケトン縮合生成物、芳香族第二級アミン類、モノフェノール誘導体、ビス又はポリフェノール誘導体、ヒドロキノン誘導体、硫黄系老化防止剤、リン系老化防止剤等が挙げられる。このうち、アミン・ケトン縮合生成物系の2，2，4−トリメチル−1，2−ジヒドロキノリン重合体・ジフェニルアミンとアセトンとの縮合反応物、芳香族第二級アミン系のN、N'−ジ−β−ナフチル−P−フェニレンジアミン、4，4’−ビスー（α，α−ジメチルべンジル）ジフェニルアミン、N−フェニル−N'−（3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピル〉−P−フェニレンジアミン等を挙げることができる。
【００６２】
また、熱分解を防止して耐熱性を向上するため、上記の老化防止剤とともに2次老化防止剤を併用することがより好ましい。2次老化防止剤としては、例えば、硫黄系の2−メルカプトベンズイミダゾール、2−メルカプトメチルベンズイミダゾール及びこれらの亜鉛塩等を例示できる。更に、日光あるいはオゾンの作用による亀裂を抑制させる日光亀裂防止剤として、融点が５５〜７０℃程度のワックス類をアクリロニトリルブタジエンゴム１００重量部に対して０．５〜２重量部程度添加してもよい。
【００６３】
更に、アクリロニトリルブタジエンゴム組成物には、何れも従来より公知のカップリング剤、顔料、染料、離型剤等を添加することができる。
【００６４】
物性面に言及すると、ゴム組成物の硬度は、上記に挙げた各種充填剤の添加量等によって影響を受けるが、車輪用転がり軸受のシール装置に適用した際の密封性から、JIS  K  6301に記載のスプリング硬さＡスケールで、５０〜９０の範囲が好ましい。前記硬さが５０未満の場合には、シール装置の摩擦抵抗が大きくなるとともに耐磨耗性が低下する。また、前記硬さが９０を超えると、前述のようにゴム弾性が低下するので、シール装置のリップ部の密封性、追従性が低下し、塵埃が多い環境や海水に曝される状況において使用すると、転がり軸受の寿命が低下するおそれがある。
【００６５】
上記の各成分を用いて弾性部材の原料となるゴム組成物を得るための方法は特に限定されないが、原料ゴムと添加剤とを、ゴム混練ロール、加圧ニーダー、バンバリーミキサー等の従来から公知のゴム用混練り装置を用いて均−に混練りすることが可能である。混練り条件は特に限定されないが、通常は３０〜８０℃の温度で、５〜６０分間混練りすることによって、各種添加剤の十分な分散を図ることができる。
【００６６】
また、上記ゴム組成物をシール装置の弾性部材とするための方法も特に限定されないが、未加硫のゴム組成物を金型の中で加圧しながら加熱すれば良く、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等の公知のゴム成形方法により製造することができる。例えば、圧縮成形の場合、金型の中に予め接着剤を塗布した芯金（シール装置の芯部を形成）を挿入し、先に述べた方法で製造した未加硫のゴム組成物のシートを乗せ、通常１２０〜２００℃で３０秒〜３０分程度加圧加硫することで製造することができる。また、必要に応じて、１２０〜２００℃で１０分〜１０時間程度後架橋してもよい。
【００６７】
前述した本実施形態２に係る転がり軸受の１例として、シールの付いた転がり軸受を図１２に示す。
【００６８】
図１２に示す転がり軸受２０は、内側にシール３０の付いた両シール軸受であり、内輪２１（内方部材）と、外輪２２（外方部材）との間に、保持器２３を介して複数個の転動体２４を転動自在に保持し、更に外輪２２の内面に設けられた止め溝２５に、シール３０を固着して概略構成されている。このシール３０は、外周に鉤部を有するリング状の芯金３１と、その外側の弾性部材３２とを一体に成形してなり、その機能上から、芯金３１の鉤部以外とその外側の弾性部材とからなる円環状の主部３３と、芯金３１の鉤部とその外側の弾性部材とからなり外輪２２の止め溝２５に係止される加締部３４と、芯金３１の内周側の弾性部材からなり内輪２１の外周面に設けられた受け溝２６に接触するリップ部３５とから構成されている。このようなシールの一般的な材料は、芯金としてはＳＰＣＣやＳＥＣＣなどの鋼板が、リップ等を形成する弾性体としてはニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムが使用されている。
【００６９】
また、本実施形態２に係る転がり軸受は、前述した実施形態１と同様に、図３に示すシール装置１２ａ及び図４に示すシール装置１２ｂを備えた、図１に示す独立式の懸架装置に支持する駆動輪（FF車の前輪、FR車及びRR車の後輪、4WD車の全輪）用の自動車用ハブユニットとして適用することもできる。
【００７０】
以下、実施例を挙げて本発明を更に説明する。但し、本発明は実施例により何ら制限されるものではない。尚、特に詳述しない限り、配合量の「部」は「重量部」を示す。
【実施例１】
【００７１】
実験は、各材料を次の表1に記載した配合比で混合して成るシール部材１０７を備えた図３に示すシール装置１２ａに就いて、このシール装置１２ａの密封性能及び回転トルクとこのシール装置１２ａの外側シールリップ１１４と中間シールリップ１１５とスリンガ１０６で囲まれる空間及び中間シールリップ１１５と内側シールリップ１１６中間とスリンガ１０６で囲まれる空間に充てんしたグリースのちょう度の関係を調べた。尚、下記の表1に記載した数値は、試験用シールの組成として、それぞれ重量部を表している。
【００７２】
【表１】
2006083878.tif 000003
【００７３】
先ず、上記表1に記載した材料のうちの加硫促進剤を除く材料を、この表1に記載した割合で混合し、この混合したゴム生地を１５０℃になるまでバンバリーミキサーを用いて混練りした。そして、得られた混練物（ゴム生地）に上記加硫促進剤を上記表1に記載した割合で添加し、それぞれ回転速度を２０min-1、３２min-1で回転させた８インチロールで温度を５０℃に保ちつつ混練を施し、厚さ約０．８mmの未加硫ゴムシートを作成した。次に、厚さ０．６mmの冷間圧延鋼板（SPCC）をプレス成形により図３に示す形状に形成した芯金１０５を洗浄した後、この芯金１０５に接着剤を塗布した状態で、この芯金１０５と上記未加硫ゴムシートとを成形型のキヤビティ内にセットし、圧力２５ＭＰａで加圧しつつ１８０℃で５分間、加硫成形を行なった。尚、上記スリンガ１０６は、ステンレス鋼板（SUS430）により造られ、厚さは０．６mmである。
【００７４】
用いたグリースは混和ちょう度２６０、４０℃の動粘度で１７８×１０-6ｍ2 ／ｓ（１００℃で１７ｍ2 ／ｓ）のウレア化合物を増ちょう剤とした鉱油系グリース（協同油脂社製「レアマックス AF」）とし、混和ちょう度の調整は、基油の動粘度を同一にするため、ＡＳＴＭ Ｄ ２１７に基づき１００℃でシェルロール試験を実施し任意の混和ちょう度のグリースを得た。
【００７５】
［密封性試験１］
図９に示すシール回転試験機を用い、泥水中にシール装置が水没した状態を想定して実施した。尚、図示されるシール回転試験機は、軸に、スリンガ１０６（図３参照）を装着したシール装置１２ａを組み込み、内部に貯留した泥水１０２に浸漬させながら所定の回転速度で回転させる構成となっている。また、泥水の貯留部とは反対側に漏電センサが設置されており、泥水が漏水した場合に検知する構成となっている。試験条件は以下の通りであり、漏水が検知されるまでの時間を泥水耐久時間として測定し、測定結果を図１０に示した。
【００７６】
・回転速度：１０００ min-1
・取付け偏心：０．１mm TIR
・軸偏心：０．３mm TIR
・泥水組成：JIS  ８種ダスト  ２０％
・外側シールリップ１１４のスリンガ１０６を構成する外側円輪部１１３に対する軸方向締め代：０．７ｍｍ
・中間シールリップ１１５のスリンガ１０６を構成する内径側円筒部１１２に対する径方向締め代：直径で０．８ｍｍ
・内側シールリップ１１６のスリンガ１０６を構成する内径側円筒部１１２に対する径方向締め代：直径で０．１ｍｍ
・グリース塗布量：外側シールリップと中間シールリップとの間に０．３g（空間容積の２０％），中間シールリップと内側シールリップとの間に０．１g（空間容積の２０％）
【００７７】
［シール回転トルク試験１］
シール回転トルク試験機（図示せず）を用い、密封性試験で用いたものと全く同一のシール装置を用いて３０分後の安定した状態でのシール回転トルクを測定した。試験条件は以下の通りであり測定結果を図１０に示した。
【００７８】
・回転速度：１０００ min-1
・取付け偏心：０．０５mm TIR
・軸偏心：０．０５mm TIR
・外側シールリップ１１４のスリンガ１０６を構成する外側円輪部１１３に対する軸方向締め代：０．７ｍｍ
・中間シールリップ１１５のスリンガ１０６を構成する内径側円筒部１１２に対する径方向締め代：直径で０．８ｍｍ
・内側シールリップ１１６のスリンガ１０６を構成する内径側円筒部１１２に対する径方向締め代：直径で０．０２ｍｍ
・グリース塗布量：外側シールリップと中間シールリップとの間に０．３g（空間容積の２０％），中間シールリップと内側シールリップとの間に０．１g（空間容積の２０％）
【００７９】
この図１０に示した結果から明らかな様に、シール装置の各シールリップ間に充てんしたグリースの混和ちょう度を増加させることにより、グリースと各シールリップ及び相手摺接面とのせん断抵抗が低減することによりシール装置の回転トルクも低減した。なお、グリースの混和ちょう度が４００を越えた場合は、グリースが柔らかいため、各シールリップとその摺接面から外部に漏洩しやすく、各シールリップとその摺接面潤滑性能が低下しシールリップの先端が摩耗することにより、シール装置の密封性が低下して、早期に外部から塵埃や水分等の異物が内部に浸入したものと考えられる。
【００８０】
［密封性試験２及びシール回転トルク試験２］
シール装置の各リップの締め代（緊迫力および押付け力）の影響を確認するために、密封性試験１及びシール回転トルク試験１で行なったのと同一の試験条件で密封性試験及びシール回転トルク試験を行なった。締め代の調整は、シール装置本体は全く変更せず、軸方向の締め代は、スリンガーの押し込み量を調整することにより、径方向の締め代は、スリンガーの内径側円筒部の直径を変更することより行なった。なお、グリースは混和ちょう度２６０、４０℃の動粘度で１７８×１０-6ｍ2 ／ｓのウレア化合物を増ちょう剤とした鉱油系グリース（協同油脂社製「レアマックス AF」）を使用した。試験シールの各リップの締め代は以下の通りであり、グリース充てん量等は、先の、密封性試験１及びシール回転トルク試験１と同一である。測定結果を表２に示した。
【００８１】
１．通常締め代
・外側シールリップ１１４のスリンガ１０６を構成する外側円輪部１１３に対する軸方向締め代：０．７ｍｍ
・中間シールリップ１１５のスリンガ１０６を構成する内径側円筒部１１２に対する径方向締め代：直径で０．８ｍｍ
・内側シールリップ１１６のスリンガ１０６を構成する内径側円筒部１１２に対する径方向締め代：直径で０．０２ｍｍ
【００８２】
２．締め代減少（各シールリップのばね定数を一定とした場合の緊迫力及び押付け力は合計で通常締め代シールに対して約４０％低減）
・外側シールリップ１１４のスリンガ１０６を構成する外側円輪部１１３に対する軸方向締め代：０．５ｍｍ
・中間シールリップ１１５のスリンガ１０６を構成する内径側円筒部１１２に対する径方向締め代：直径で０．４ｍｍ
・内側シールリップ１１６のスリンガ１０６を構成する内径側円筒部１１２に対する径方向締め代：直径で−０．３８ｍｍ
【００８３】
【表２】
2006083878.tif 000004
【００８４】
この表２に示した結果から明らかな様に、締め代を減少し、緊迫力及び押付け力の合計を大幅に低減しても、回転トルクの減少は、僅かであった。ただし、泥水耐久時間は極端に低下し、シール装置の密封性能が劣ったものとなった。従って、本シール装置の回転トルクがグリースと各シールリップ及び相手摺接面とのせん断抵抗が支配的であることがわかると共に、締め代を減少し、緊迫力及び押付け力の合計を大幅に低減したことにより、各シールリップの先端と相手摺接面の追随性が低下することによりシール装置の密封性が低下して、早期に外部から塵埃や水分等の異物が内部に浸入したものと考えられる。
【００８５】
［密封性試験３及びシール回転トルク試験３］
シール装置の各リップ間に充てんしたグリースの基油動粘度の影響を確認するために、密封性試験１及びシール回転トルク試験１で行なったのと同一の試験条件で密封性試験及びシール回転トルク試験を行なった。グリースの基油動粘度の調整は、混和ちょう度３３２、４０℃の動粘度で７４．７×１０-6ｍ2 ／ｓのウレア化合物を増ちょう剤とした鉱油系グリース（協同油脂社製「レアマックス AF−１」）と混和ちょう度２６０、４０℃の動粘度で１７８×１０-6ｍ2 ／ｓのウレア化合物を増ちょう剤とした鉱油系グリース（協同油脂社製「レアマックス AF」）をシェルロール試験を実施して混和ちょう度を３３２としたものを使用した。試験シールの、グリース充てん量等の試験条件は、グリース基油の動粘度を除き先の、密封性試験１及びシール回転トルク試験１と同一である。測定結果を表３に示した。
【００８６】
【表３】
2006083878.tif 000005
【００８７】
この表３に示した結果から明らかな様に、基油の動粘度を小さくすることによりシール装置の密封性能に悪影響を及ぼさず回転トルクの低減がされることが確認できた。
【００８８】
[軸受回転トルク試験]
実験は、密封性試験１及びシール回転トルク試験１で用いたのと全く同一の図３に示すシール装置１２ａを図５に示す車輪用転がり軸受（日本精工呼び番号：４３ＢＷＤ１２Ａ）に組み込んで、この軸受の回転トルクとこのシール装置１２ａの外側シールリップ１１４と中間シールリップ１１５とスリンガ１０６で囲まれる空間及び中間シールリップ１１５と内側シールリップ１１６中間とスリンガ１０６で囲まれる空間に充てんしたグリースのちょう度と転がり接触部の潤滑を図るために転動体と外輪軌道、内輪軌道で囲まれる内部空間内に充てんしたグリースのちょう度の関係を調べた。
【００８９】
用いたグリースは混和ちょう度２６０、４０℃の動粘度で１７８×１０-6ｍ2 ／ｓのウレア化合物を増ちょう剤とした鉱油系グリース（協同油脂社製「レアマックス AF」）とし、各シールリップ間に充てんしたグリースのみ、混和ちょう度の調整を行なった。基油の動粘度を同一にするため、ＡＳＴＭ Ｄ ２１７に基づき１００℃でシェルロール試験を実施し任意の混和ちょう度のグリースを得た。
【００９０】
軸受回転トルクの測定は、日本精工製の軸受トルク試験機（図示せず）を用い、密封性試験１及びシール回転トルク試験１で用いたものと全く同一のシール装置を用いて３０分後の安定した状態でのシール回転トルクを測定した。試験条件は以下の通りであり測定結果を図１１に示した。
【００９１】
・回転速度：１０００ min-1
・外側シールリップ１１４のスリンガ１０６を構成する外側円輪部１１３に対する軸方向締め代：０．７ｍｍ
・中間シールリップ１１５のスリンガ１０６を構成する内径側円筒部１１２に対する径方向締め代：直径で０．８ｍｍ
・内側シールリップ１１６のスリンガ１０６を構成する内径側円筒部１１２に対する径方向締め代：直径で０．０２ｍｍ
・グリース充てん量：外側シールリップと中間シールリップとの間に０．３g（空間容積の２０％），中間シールリップと内側シールリップとの間に０．１g（空間容積の２０％），軸受内部に７．７g
【００９２】
この図１１に示した結果から明らかな様に、シール装置の各シールリップ間に充てんしたグリースの混和ちょう度を増加させることにより、グリースと各シールリップ及び相手摺接面とのせん断抵抗が低減することによりシール装置の回転トルクも低減した。また、軸受内部に充填したグリースの混和ちょう度の変更においては、初期に転動体により軌道面からグリースが排除されるため、その効果が軽微であり、車輪用転がり軸受の耐久性に影響のある、軸受内部に充てんしたグリースの混和ちょう度を変更することなく、車輪用転がり軸受の回転トルクが低減可能であることが確認できた。
【実施例２】
【００９３】
前述した実施形態２において詳述した方法に基づいて表４にあるゴム材料組成物を作製した。
【００９４】
【表４】
2006083878.tif 000006
【００９５】
SPCC製の芯金２の外側に、実施例および比較例の各ゴム材料組成物を一体に加硫成形して、弾性体のリップ部が図１２に示すような形状となるようにシールを形成し、このシール１を日本精工(株)製の6203（呼び番号）単列深溝玉軸受の内輪５と外輪の間に組み込んだ。これを以下の条件で日本精工(株)製の軸受回転試験機にかけて試験した。一定時間後のトルク測定・及び寿命試験を行った。
【００９６】
・１０，０００rpm
・トルク測定時間：回転開始１２時間後
・封入グリース：エーテル系グリース（協同油脂（株）製「マルテンフ゜ET-100K」）
・雰囲気温度：室温
また、１００℃の恒温槽に入れシール表面へのブルーミングの有無を調べた。
【００９７】
次に、図３に示すようなハブユニットシールを作成し、そのハブユニットシールを日本精工株式会社製のハブユニットシール単体回転試験機に組み込んで、泥水に曝しつつ一定時間後のトルク測定および回転試験を行った。試験条件は以下のとおりである。
【００９８】
○回転速度：１０００rpm
○トルク測定時間：回転開始１２時間後
○軸偏心：０．５mm  TIR
○泥水組成：JIS８種ダスト  ２０％
○グリース：ウレア化合物，鉱油（協同油脂（株）製「レアマックスAF-1」）
○グリース塗布量：０．３５g （リップ部）
○雰囲気温度：室温
【００９９】
また、１００℃の恒温槽に入れブルーミングの有無を調べた。以上の試験結果を表５、表６、及び図１５に示す。
【０１００】
【表５】
2006083878.tif 000007
【０１０１】
【表６】
2006083878.tif 000008
【０１０２】
以上から明らかなように、本実施形態２に係るエーテル結合を含有する潤滑油を用いたシールは、従来の寿命を維持しつつ低トルク化が達成されている。これは潤滑油の構造中にエーテル結合を含有することによりシール表面に化学的に吸着し低トルク化が実現されていると考えられる。また、図１３及び図１４にあるHUBI、HUBIIにも好適に使用されることは言うまでも無い。
【０１０３】
本実施形態２の転がり軸受が備えるシール装置を構成する弾性部材に含有される潤滑油はエーテル結合を有するものである限り特に制限されないが、そのようなエーテル結合を有するエーテル系化合物としては、エーテル油が好ましく使用できる。エーテル油としては、アルキルジフェニルエーテル油、ポリエーテル油、ポリビニルエーテル油等が使用できるが、好ましくはアルキルジフェニルエーテル油を使用する。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、劣悪な環境でも良好な密封性を有するとともにトルクを低減した転がり軸受、及び接触タイプのシール装置を備えた構成で、低トルク化を実現した転がり軸受として、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】図１は、独立式の懸架装置に支持する駆動輪用の自動車用ハブユニットの１例を示す構成図である。
【図２】図２は、独立式の懸架装置に支持する従動輪用の自動車用ハブユニットの１例を示す構成図である。
【図３】図３は、図１及び図２それぞれの自動車用ハブユニットに設けられたシール装置１２ａを示す構成図である。
【図４】図４は、図１及び図２それぞれの自動車用ハブユニットに設けられたシール装置１２ｂを示す構成図である。
【図５】図５は、自動車の車輪を懸架装置に支持する為の複列転がり軸受の１例を示す構成図である。
【図６】図６は、自動車の車輪を懸架装置に支持する為の複列転がり軸受の１例を示す構成図である。
【図７】図７は、従動輪用の自動車用ハブユニットの１例を示す構成図である。
【図８】図８は、従動輪用の自動車用ハブユニットを構成する為の、複列転がり軸受の１例を示す構成図である。
【図９】図９は、実施例１についての密封性試験に用いたシール回転試験機を示す構成図である。
【図１０】図１０は、実施例１についてのシール回転トルク試験の測定結果を示すグラフである。
【図１１】図１１は、実施例１についての軸受回転トルク試験の測定結果を示すグラフである。
【図１２】図１２は、シールの付いた転がり軸受の１例を示す構成図である。
【図１３】図１３は、エーテル結合を有する潤滑油を用いたシール装置が適用される転がり軸受の１例を示す構成図である。
【図１４】図１４は、エーテル結合を有する潤滑油を用いたシール装置が適用される転がり軸受の１例を示す構成図である。
【図１５】図１５は、実施例２についての軸受回転トルク試験の測定結果を示すグラフである。
【図１】
2006083878.tif 000009
【図２】
2006083878.tif 000010
【図３】
2006083878.tif 000011
【図４】
2006083878.tif 000012
【図５】
2006083878.tif 000013
【図６】
2006083878.tif 000014
【図７】
2006083878.tif 000015
【図８】
2006083878.tif 000016
【図９】
2006083878.tif 000017
【図１０】
2006083878.tif 000018
【図１１】
2006083878.tif 000019
【図１２】
2006083878.tif 000020
【図１３】
2006083878.tif 000021
【図１４】
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【図１５】
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